Bài giảng hóa đại cương chương 1

MÔN HỌC

HÓA ĐẠI CƯƠNG
(Dùng cho các lớp không chuyên Hóa)


TÀI LIỆU THAM KHẢO
 HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG (LÝ THUYẾT + BÀI TẬP) (LÂM
NGỌC THIỀM, BÙI DUY CAM)
 HÓA ĐẠI CƯƠNG (1,2) GS. NGUYỄN ĐÌNH SOA
 HÓA ĐẠI CƯƠNG (GLINKA, N.L.)
 HÓA ĐẠI CƯƠNG VÔ CƠ (HOÀNG NHÂM)
 HÓA ĐẠI CƯƠNG (REN DIDIER)
 HÓA ĐẠI CƯƠNG VÀ TRẮC NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG
(NGYỄN ĐỨC CHUNG)


CÁC TÀI LIỆU HÓA ĐẠI CƯƠNG HAY GENERAL
CHEMISTRY


CHƯƠNG 1:
CẤU TẠO NGUYÊN TỬ, HỆ THỐNG TUẦN
HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC


PHẦN 1:
NHỮNG KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH
LUẬT CƠ SỞ CỦA HOÁ HỌC

Nguyên tử
Nguyên tử là phần tử nhỏ nhất của một nguyên tố hoá học, không
thể phân chia nhỏ hơn được nữa về mặt hoá học. Trong các
phản ứng hoá học, nguyên tử không thay đổi.

Nguyên tố hoá học
Là chất được tạo thành từ các nguyên tử có điện tích hạt nhân
giống nhau.


Phân tử
Phân tử là tập hợp nhóm các nguyên tử (có thể cùng hoặc khác loại). Các
nguyên tử liên kết với nhau trong phân tử theo những kiểu liên kết khác
nhau.


Đơn chất, hợp chất:
-Đơn chất là các chất được cấu thành từ một
nguyên tố (Oxy O2, Kim cương C, Nitơ N2…)
-Hợp chất là các chất được cấu thành từ 2
nguyên tố trở lên (H2O, Rượu, Dấm…)
Định Luật thành phần không đổi:
- Một hợp chất hóa học xác định luôn chứa cùng
một số nguyên tố như nhau với tỉ lệ khối lượng
xác định.




Định luật bảo toàn khối lượng (Hay định luật

Lomonossow - Lavoisier) là định luật cơ bản trong
lĩnh vực hóa học, được phát biểu:
– Trong phản ứng hóa học, tổng khối lượng các chất

tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng sản
phẩm tạo thành.

 (mtrước) =  (msau)


Lịch sử:
– Năm 1748 Mikhail Lomonossow đặt ra định đề
– Năm 1789 Antoine Lavoisier phát biểu định luật này


Khối lượng nguyên tử
(Nguyên tử lượng)
Khối lượng của 1H = 1.6735 x 10-24 g và 16O là 2.6560 x
10-23 g.
Định nghĩa: Khối lượng của 12C = chính xác là 12 đvC
hay amu (đơn vị Carbon, hay là đơn vị nguyên tử,
atomic mass unit).
Từ đó:
1 amu = 1.66054 x 10-24 g
1 g = 6.02214 x 1023 amu


Đồng vị




Các nguyên tử của cùng một nguyên tố nhưng
khác nhau số neutron trong hạt nhân (được
chỉ định bởi số khối).
Ví dụ:
– Đồng vị của Hydrogen H-1, 1H, protium (một
proton, không có neutron trong hạt nhân).
– Đồng vị của Hydrogen H-2 or D, 2H, deuterium (1
proton và 1 neutron trong hạt nhân).
– Đồng vị của Hydrogen H-3 or T, 3H, tritium (1
proton và 1 neutron trong hạt nhân).


Nguyên tử lượng trung bình
Trong tự nhiên, các nguyên tố tồn tại ở các dạng đồng vị
với tỉ lệ khác nhau, ví dụ:
C: 98.892 % 12C + 1.108 % 13C.
Nguyên tử lượng trung bình C:
(0.98892)(12 amu) + (0.0108)(13amu) = 12.011 amu.
Trong hệ thống tuần hoàn là NTL trung bình.


Ví dụ: Chloride có 2 đồng vị, 35Cl and 37Cl, có nguyên tử lượng lần
luợt là 34.96885 và 36.96590 amu. Nguyên tử lượng của nó
trong tự nhiên là 35.453 amu. Thành phần % của từng đồng vị?
Đặt x = phần trăm 35Cl, y = phần trăm 37Cl

Ta có
x + y = 1 <=> y = 1 - x

34.96885*x + 36.96590*y = 35.453

Từ đó
x = 0.7553 <=> 75.53% 35Cl
y = 1 - x = 0.2447 hay 24.47% 37Cl


Định luật tỉ lệ bội. (Định luật Đalton)
Nếu hai nguyên tố hóa hợp với nhau tạo thành một số hợp chất
thì những lượng khối lượng của một nguyên tố so với cùng
một lượng khối lượng của nguyên tố kia sẽ tỉ lệ với nhau như
những số nguyên đơn giản.
Ví dụ:
FeS, FeS2, với cùng 56 đơn vị khối lượng Fe thì tỉ lệ S: Fe lần
lượt là 32:56; 64:56. Do đó tỉ lệ S là 32:64 = 1:2
N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5 với 14 đơn vị khối lượng N thì tỉ lệ
N lần lượt là :
(8/14):(16/14):(24/14):(32/14):(40/14)


 8:16:32:40 1:2:3:4:5


Chuyển đổi nhiệt độ
C = 5/9 * (F - 32)
F = (9/5)*C + 32
K = C + 273.15


BẢNG CHỮ CÁI HY LẠP TƯƠNG ỨNG

: alpha (a)

: iota (i)

: rho (r)

: beta (b)

: kappa (k)

: () sigma (s)

: gamma (g)

: () lambda (l)

: tau (t)

 (): delta (d) : mu(y) (m)

: upsilon (u)

: epsilon (e)

: nu(y) (n)

 (): phi (f)

: zeta (z)

: xi (x)

: chi (c)

: eta (h)

: omicron (o)

 (): psi (y)

: theta (q)

: pi (p)

 (): omega (w)


Đương lượng và định luật đương lượng
Đương lượng: Đ
Đương lượng của một nguyên tố hay một hợp chất là
số phần khối lượng của nguyên tố hay hợp chất đó
kết hợp hoặc thay thế vừa đủ với một đương lượng
của một nguyên tố hay hợp chất khác.
Cách tính đương lượng:
Công thức chung để tính đương lượng là:
ĐA = M/n

(n tạm gọi là số đương lượng)

Trường hợp cụ thể

A là một nguyên tố
M: khối lượng nguyên tử, n: Hóa trị nguyên
tố.

Ví dụ: Trong CO thì ĐC=12/2=6
CO2 thì ĐC=12/4=3


A là axit:
M: Phân tử lượng của axit
n: Số H+ tham gia phản ứng
Ví dụ:
H2SO4 + NaOH  NaHSO4 + H2O
ĐA = 98/1=98
H2SO4 + NaOH  Na2SO4 + H2O
ĐA = 98/2=49


A là bazơ:
M: Phân tử lượng của bazơ
n: Số OH- tham gia phản ứng
Ví dụ:
Ca(OH)2 + HCl  Ca(OH)Cl + H2O
ĐA = M[Ca(OH)2]/1
Ca(OH)2 + HCl  CaCl2 + H2O
ĐA = M[Ca(OH)2]/2

A là muối:
M: Phân tử lượng của muối
n: Số điện tích của ion (anion hoặc cation) đã thay thế
Ví dụ:
Al2(SO4)3
ĐA = M[Al2(SO4)3]/(2x3) theo Al+3
ĐA = M[Al2(SO4)3]/(3x2) theo (SO4)-2

Trong phản ứng cụ thể
Fe2(SO4)3 + 2NH4OH = 2Fe(OH)SO4 + (NH4)2SO4
Đ[NH4OH] = M[NH4OH] (vì chỉ có 1 nhóm OH-)

Đ[Fe2(SO4)3] = Đ[Fe2(SO4)3]/(1[SO4-2]x2) (vì trong 2Fe.2(SO4).(SO4)
có 1 nhóm SO4-2 đã bị thay thế)


A là chất oxi hóa-khử:
M: khối lượng phân tử chất.
n: số e trao đổi trong phản ứng.
Ví dụ:
8Al+3KNO3+5KOH+2H2O=3NH3+8KAlO2
Đ[Al] = 27/3 (Số e trao đổi từ
Al0Al+3=3e)
Đ[KOH] = M[KOH]
Đ[KNO3] = M[KNO3]/8
(N+5N-3 trao đổi 8e)


Đương lượng gam (đlg):
Đương lượng gam của một chất là lượng tính

bằng g của chất đó có số đo bằng đương lượng
của nó.
 Ví dụ:
Đương lượng của H2SO4 là 49 hay 98 thì 1 đlg là 49g hay 98g.

Định luật đương lượng:
Trong một phản ứng hóa học số đương lượng của các chất tham gia phản ứng phải bằng
nhau.
Trong các phản ứng hóa họa một đương lượng của chất này chỉ kết hợp hoặc thay thế
một đương lượng của chất khác mà thôi.


Phản ứng:
aA + bB = cD + dD
Số đlg của chất i = mi/Đi
Từ đó định luật viết thành:
mA/ĐA = mB/ĐB hay mA/mB = ĐA/ĐB
Và:
NAVA = NBVB = NCVC…
Trong đó Ni là nồng độ đương lượng của
chất i.




Nồng độ đương lượng:
Là số đương lượng gam chất tan trên một lít dung dịch.
Ký hiệu N hay CN.
Tương quan giữa nồng độ mol v nồng độ đương lượng
NA = nCA (n: Số đương lượng)



Ví dụ: Cho phản ứng

H2SO4 + 2NH4OH = (NH4)2SO4 + 2H2O

Tìm khối lượng NH4OH cần thiết để phản ứng vừa đủ với 2 lít dd H2SO4
0.5N.
Ta có n của H2SO4 là 2 và đương lượng là 49, nên CA=NA/2 = 0.25M.
Khối lượng axit là 2x0.25x98=49g
 m[NH4OH]=m[H2SO4]x(Đ[NH4OH]/Đ[H2SO4])


Phương trình trạng thái khí lý tưởng
pV = nRT
p: áp suất (atm,mmHg)
V: thể tích (ml, lít)
T: nhiệt độ Kenvin
n: số mol
R: Hằng số khí
R = 0.082 (l.atm/mol.K)
R = 62400 (ml.mmHg/mol.K)
R = 1.987 (cal/mol.K)